KR20240016831A - 스마트 안전관리 시스템 - Google Patents

스마트 안전관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240016831A
KR20240016831A KR1020220095090A KR20220095090A KR20240016831A KR 20240016831 A KR20240016831 A KR 20240016831A KR 1020220095090 A KR1020220095090 A KR 1020220095090A KR 20220095090 A KR20220095090 A KR 20220095090A KR 20240016831 A KR20240016831 A KR 20240016831A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
management system
unit
safety management
Prior art date
Application number
KR1020220095090A
Other languages
English (en)
Inventor
김민수
정범석
백강기
김건영
김현진
제영호
Original Assignee
한국남부발전 주식회사
주식회사 제이디솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국남부발전 주식회사, 주식회사 제이디솔루션 filed Critical 한국남부발전 주식회사
Priority to KR1020220095090A priority Critical patent/KR20240016831A/ko
Publication of KR20240016831A publication Critical patent/KR20240016831A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting
    • B65G43/02—Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting detecting dangerous physical condition of load carriers, e.g. for interrupting the drive in the event of overheating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/48—Thermography; Techniques using wholly visual means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/02—Control or detection
    • B65G2203/0266—Control or detection relating to the load carrier(s)
    • B65G2203/0275—Damage on the load carrier
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/04—Detection means
    • B65G2203/041—Camera
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G2203/00—Indexing code relating to control or detection of the articles or the load carriers during conveying
    • B65G2203/04—Detection means
    • B65G2203/042—Sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2203/00—Details of circuits for transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R3/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2203/12—Beamforming aspects for stereophonic sound reproduction with loudspeaker arrays

Abstract

스마트 안전관리 시스템이 개시된다. 상기 스마트 안전관리 시스템은 소리 및 진동이 발생되면서 기계적으로 구동되는 장비에 인접하게 설치되어 상기 장비의 구동에 대한 소리를 수집하는 빔포밍구현부; 상기 장비에 인접하게 설치되어 상기 장비의 온도변화를 감시하는 온도변화감시부; 및상기 빔포밍구현부에 수집되는 소리의 주파수를 분석하고, 상기 온도변화감시부로부터 입력되는 온도 정보를 분석하여, 소리의 주파수의 신호가 이상 대역의 주파수의 신호이거나 온도 정보가 미리 설정된 위험온도값 이상인 경우 경보신호를 출력하는 데이터분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트 안전관리 시스템{SMART SAFETY MANAGEMENT SYSTEM}
본 발명은 스마트 안전관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적으로 구동되는 장비의 고장유무를 판단하여 장비 고장에 대한 정확한 판단 및 작업자의 안전사고를 방지하기 위한 스마트 안전관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 컨베이어벨트는 야드에 야적된 원료 석탄을 목적된 장치나 설비로 적재 운반 또는 저장하는 장치로, 구동모터에서 동력을 받아 감속기와 헤드 풀리로 연결되는 구동부와 헤드 슈트, 이송구간을 결정하는 테일부와 테일 슈트, 컨베이어벨트의 장력을 일정하게 유지해 주는 장력장치와 벨트 및 캐리어롤러로 구성된다.
상기와 같은 컨베이어벨트는 테일부에 설치된 낙탄 방지판 상부에 비산되어지는 낙탄이나 벨트 배면에서 떨어진 탄이 누적되어 테일 풀리와 프레임 스탠드 또는, 캐리어 롤러와 벨트 간의 연속적인 마찰로 발열이 있고, 이때, 캐리어 롤러와 벨트 간의 마찰에 의해 화재가 빈번하게 발생하여 생산설비가 훼손되고, 양산성이 하락되며, 대형 컨베이어벨트의 경우에는 화재를 포함한 각종 사고의 발생지역을 감지하기도 어려워서 실시간 대처가 어려운 문제가 있었다.
따라서, 넓은 지역에 걸쳐 설치되는 컨베이어벨트와 같은 장비에 대한 고장유무를 판단하는 시스템이 요구된다.
공개특허 제10-2021-0006832호
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 장비의 고장유무 판단에 대한 정확성 및 신뢰성이 향상되고, 안전사고의 미연의 방지 및 신속대응이 가능하도록 한 스마트 안전관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템은 소리 및 진동이 발생되면서 기계적으로 구동되는 장비에 인접하게 설치되어 상기 장비의 구동에 대한 소리를 수집하는 빔포밍구현부; 상기 장비에 인접하게 설치되어 상기 장비의 온도변화를 감시하는 온도변화감시부; 및상기 빔포밍구현부에 수집되는 소리의 주파수를 분석하고, 상기 온도변화감시부로부터 입력되는 온도 정보를 분석하여, 소리의 주파수의 신호가 이상 대역의 주파수의 신호이거나 온도 정보가 미리 설정된 위험온도값 이상인 경우 경보신호를 출력하는 데이터분석부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 데이터분석부는, 상기 빔포밍구현부에 수집되는 소리의 주파수의 신호를 수집하는 신호처리부; 및 상기 신호처리부로부터 입력되는 주파수의 신호를 분석하여 평상시와 다른 대역의 주파수의 신호가 감지되면 상기 경보신호를 출력하는 신호분석부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 장비의 일측에 설치되어 상기 장비의 진동을 측정하는 진동센서를 더 포함하고, 상기 신호분석부는 상기 진동센서를 통해 측정되는 상기 장비의 진동에 따른 주파수의 신호를 분석하여 평상시와 다른 대역의 주파수의 신호가 감지되면 상기 경보신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 신호분석부는 음질분석을 위해 미리 설정된 정상음질수치를 기준으로 상기 빔포밍구현부로 입력되는 소리의 음질을 분석하는 것을 더 포함하고, 상기 신호분석부는 상기 빔포밍구현부로 입력되는 소리의 음질이 상기 정상음질수치를 벗어나는 경우 상기 경보신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 정상음질수치는 정상소음값 및 상기 정상소음값보다 일정 수치 증가한 이상소음값 사이의 소음값들을 포함하고, 상기 신호분석부는 상기 이상소음값 이상인 경우 상기 경보신호를 출력할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 신호분석부는 상기 빔포밍구현부로 입력되는 소리의 샤프니스(Sharpness), 러프니스(Roughness), 라우드니스(Loudness)를 추가로 분석할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 빔포밍구현부는 아날로그 빔포밍(Analog Beamforming), 디지털 빔포밍(Digital Beamforming), 하이브리드 빔포밍(Hybrid Beamforming) 중 어느 하나의 빔포밍을 구현하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 장비는 모터에 의해 구동되는 컨베이어벨트이고,
상기 빔포밍구현부는 상기 컨베이어벨트의 상부에 상기 컨베이어벨트의 길이방향을 따라 배열되어 상기 컨베이어벨트의 구동에 대한 소리를 수집하는 다수의 마이크로폰을 포함하고, 상기 온도변화 감시부는 상기 컨베이어벨트의 일측에서 상기 컨베이어벨트의 길이방향을 따라 배열되어 상기 컨베이어벨트, 상기 모터 및 작업자의 열화상 이미지 또는 영상을 획득하는 다수의 열화상카메라를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 신호분석부는 상기 빔포밍구현부 및 상기 진동센서로부터 입력되는 주파수의 신호, 상기 온도변화 감시부로부터 입력되는 온도 정보를 분석하여 상기 컨베이어벨트 또는 상기 모터의 작동 이상이 발생된 것으로 판단된 후, 상기 다수의 열화상카메라로부터 획득되는 이미지 또는 영상을 통해 상기 작업자의 동선을 판단하여 상기 작업자가 상기 컨베이어벨트 또는 상기 모터로 접근하는 경우 상기 경보신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 진동센서는 상기 모터 상에 장착될 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 안전관리 시스템에 의하면, 소리의 주파수의 분석, 장비 구동에 따른 진동의 주파수의 분석 및 온도변화 감시를 포함하는 다중의 고장유무 판단 데이터를 통해 장비의 고장유무를 판단하므로 장비의 고장유무 판단에 대한 정확성 및 신뢰성이 향상되고, 안전사고의 미연의 방지 및 신속대응이 가능한 이점이 있다.
또한, 넓은 지역에 걸쳐 설치된 장비의 고장유무에 대한 판단이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 구현예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호분석부에서 주파수 및 음질분석의 예시화면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 신호분석부에서의 주파수 및 샤프니스 분석을 통해 이상신호를 감지한 예시화면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 신호분석부에서의 음질분석을 통해 정상소음과 이상소음의 미세 차이별 알람수준을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 열화상카메라를 통해 얻은 이미지를 예시하는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 구성을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 구현예를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호분석부에서 주파수 및 음질분석의 예시화면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 신호분석부에서의 주파수 및 샤프니스 분석을 통해 이상신호를 감지한 예시화면을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 신호분석부에서의 음질분석을 통해 정상소음과 이상소음의 미세 차이별 알람수준을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템의 열화상카메라를 통해 얻은 이미지를 예시하는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템은 빔포밍구현부(110), 온도변화 감시부(120) 및 데이터분석부(130)를 포함할 수 있다.
빔포밍구현부(110)는 소리 및 진동이 발생되면서 기계적으로 구동되는 장비에 인접하게 설치되어 상기 장비의 구동에 대한 소리를 수집할 수 있다. 빔포밍구현부는 아날로그 빔포밍(Analog Beamforming), 디지털 빔포밍(Digital Beamforming), 하이브리드 빔포밍(Hybrid Beamforming) 중 어느 하나의 빔포밍을 구현하도록 구성될 수 있다.
일 실시예로, 기계적으로 구동되는 장비는 모터(20)에 의해 구동되는 컨베이어벨트(10)일 수 있고, 빔포밍구현부(110)는 컨베이어벨트(10)의 상부에 컨베이어벨트(10)의 길이방향을 따라 배열되어 컨베이어벨트(10)의 구동에 대한 소리를 수집하는 다수의 마이크로폰(111)을 포함할 수 있다. 일 예로, 다수의 마이크로폰(111)은 도 2에 도시한 바와 같이, 컨베이어벨트(10)의 전장 200m 당 컨베이어벨트(10)의 상부에 설치된 지지대(30)에 일정한 간격, 예를 들어 5~10m 간격으로 배치될 수 있다.
온도변화 감시부(120)는 장비에 인접하게 설치되어 장비의 온도변화를 감시할 수 있다.
일 실시예로, 온도변화 감시부(120)는 컨베이어벨트(10)의 일측에서 컨베이어벨트(10)의 길이방향을 따라 배열되어 컨베이어벨트(10), 모터(20) 및 작업자의 열화상 이미지 또는 영상을 획득하는 다수의 열화상카메라(121)를 포함할 수 있다.
다수의 열화상카메라(121)는 일정간격, 예를 들어 15~20m 간격으로 배열되어 컨베이어벨트(10), 모터(20) 및 작업자를 대향하도록, 컨베이어벨트(10)로부터 4~6m 이격되어 배치될 수 있다.
다수의 열화상카메라(121)는 장비의 고장 발생 초기 단계시 소리보다 열이 먼저 발생하는 경우 마이크로폰(111)의 기능을 보완할 수 있다. 또한, 모터(20)의 베어링의 고장이 발생하는 경우 마찰에 의해 온도가 점점 높아지는 부분을 감시하여 특정할 수 있다. 이에 따라, 마이크로폰(111)과 함께 설치시 베어링의 이상 소음과 마찰열 증가 현상을 교차 확인하여 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 화재 발생시 열화상카메라(121)를 통해 60℃ 이상의 높은 온도를 감지 및 판단하여 화재 발생 알람을 위한 온도 정보를 제공할 수도 잇다. 이를 위해, 탐지거리 180m(각 61°), 330m(각 35°) 이상의 사양으로 구비될 수 있다.
데이터분석부(130)는 빔포밍구현부(110)에 수집되는 소리의 주파수를 분석하고, 온도변화 감시부(120)로부터 입력되는 온도 정보를 분석하여, 소리의 주파수의 신호가 이상 대역의 주파수의 신호이거나 온도 정보가 미리 설정된 위험온도값 이상인 경우 경보신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
일 실시예로, 데이터분석부(130)는 신호처리부(131) 및 신호분석부(132)를 포함할 수 있다.
신호처리부(131)는 빔포밍구현부(110)에 수집되는 소리의 주파수의 신호를 수집할 수 있다. 일 예로, 신호처리부(131)는 필터링부(1311), 신호증폭기(1312), 신호처리기(1313)를 포함할 수 있다.
필터링부(1311)는 빔포밍구현부(110)에 수집되는 소리의 주파수의 신호 중 불필요한 주파수의 신호를 필터링할 수 있다. 예를 들어, 필터링부(1311)는 100Hz 이하의 저주파수 대역의 주파수의 신호를 필터링 하도록 구성될 수 있다.
신호증폭기(1312)는 상기 필터링부(1311)에서 필터링되어 입력되는 주파수의 신호를 증폭시킬 수 있다.
상기 신호처리부(131)는 상기 신호증폭기(1312)에서 증폭된 주파수의 신호를 손실 없이 신호분석부(132)로 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 신호처리부(131)는 DAU(data acquisition unit)로 구성될 수 있다.
신호분석부(132)는 상기 신호처리부(131)로부터 입력되는 주파수의 신호를 분석하여 평상시와 다른 대역의 주파수의 신호가 감지되면 경보신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 신호분석부(132)는 소리의 주파수, 음질, 소음 등을 분석 및 판단할 수 있는 소프트웨어와 메모리부를 갖는 PC로 구성될 수 있다. 상기 소프트웨어는 도 3에 도시된 바와 같이 신호분석에 대해 시각화할 수 있다.
또한, 신호분석부(132)는 빔포밍구현부(110) 및 진동센서(140)로부터 입력되는 주파수의 신호, 온도변화 감시부(120)로부터 입력되는 온도 정보를 분석하여 컨베이어벨트(10) 또는 모터(20)의 작동 이상이 발생된 것을 판단된 후, 다수의 열화상카메라(121)로부터 획득되는 이미지 또는 영상을 통해 작업자의 동선을 판단하여 작업자가 컨베이어벨트(10) 또는 모터(20)로 접근하는 경우 경보신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템은 장비의 일측에 설치되어 장비의 진동을 측정하는 진동센서(140)를 더 포함하고, 신호분석부(132)는 진동센서(140)를 통해 측정되는 장비의 진동에 따른 주파수의 신호를 분석하여 평상시와 다른 대역의 주파수의 신호가 감지되면 경보신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 진동센서(140)는 컨베이어벨트(10)를 구동시키는 모터(20) 상에 장착될 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템은 넓은 지역에 걸쳐 배치된 장비의 고장진단 및 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 컨베이어벨트(10)가 긴 구간에 걸쳐 설치되는 현장에서 컨베이어벨트(10) 및 모터(20)의 고장유무를 확인할 수 있다.
이러한 경우, 현장에서 컨베이어벨트(10) 및 모터(20)의 기계적인 구동에 따른 기계음이 발생되며, 그 기계음의 소리는 빔포밍구현부(110)의 다수의 마이크로폰(111)에 수집되고, 모터(20)의 구동에 대한 진동은 진동센서(140)에 의해 측정된다.
다수의 마이크로폰(111)에 수집되는 소리와 진동센서(140)에 의해 측정되는 진동에 대한 정보를 바탕으로 데이터분석부(130)는 장비의 고장 유무를 판단할 수 있다. 즉, 데이터분석부(130)의 신호분석부(132)는 다수의 마이크로폰(111)에 수집되는 소리의 주파수의 신호 및 진동센서(140)에 의해 측정되는 진동의 주파수의 신호를 분석하여 장비의 고장 유무를 판단할 수 있다.
예를 들어, 컨베이어벨트(10)의 경우 고장시 1~4kHz 주파수 대역의 평상시와 다른 비정상 소리가 발생될 수 있고, 이러한 경우, 1~4kHz 주파수의 비정상 신호가 다수의 마이크로폰(111)으로 입력된 후 신호분석부(132)가 그 비정상 신호를 감지하면 신호분석부(132)는 컨베이어벨트(10)에 이상이 생긴 것으로 판단하여 경보신호를 현장에 송출하여 작업자의 접근을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 비정상 신호가 입력된 경우 경보신호를 송출할 수 있다.
한편, 다수의 마이크로폰(111)에 수집된 소리의 분석과 함께 모터(20)에 장착된 진동센서(140)에서 측정되는 모터(20) 진동에 따른 주파수의 신호를 신호분석부(132)가 분석하며, 다수의 마이크로폰(111)에 수집된 소리의 주파수의 신호에 이상이 없더라도 모터(20)의 진동에 따른 주파수의 신호를 분석하여 평상시와 다른 대역의 주파수의 신호가 감지되면 경보신호를 송출하여 작업자의 접근을 방지할 수 있다.
한편, 다수의 마이크로폰(111)에 수집된 소리의 주파수의 신호에 대한 분석 및 진동센서(140)에 의한 진동의 주파수의 신호에 대한 분석이 진행되는 것과 더불어 온도변화 감시부(120)에서 컨베이어벨트(10) 및 모터(20)의 온도변화를 감시한다.
예를 들어, 앞서 언급한 바와 같이, 모터(20)의 베어링의 고장 발생 시 마찰에 의해 온도가 점점 높아지는 부분을 감시하여 특정하여 획득된 이미지 또는 영상을 신호분석부(132)로 전달하여, 신호분석부(132)가 경보신호를 발생시킬 수 있다.
한편, 신호분석부(132)는 컨베이어벨트(10) 또는 모터(20)의 작동 이상이 발생된 것으로 판단된 후, 도 6에 나타낸 바와 같이, 다수의 열화상카메라로부터 획득되는 이미지 또는 영상을 통해 상기 작업자의 동선을 판단하여, 상기 작업자가 상기 컨베이어벨트 또는 상기 모터로 접근하는 경우 상기 경보신호를 출력하도록 하여, 작업자의 안전사고 위험을 미연에 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전 관리 시스템의 신호분석부(132)는 음질분석을 위해 미리 설정된 정상음질수치를 기준으로 상기 빔포밍구현부로 입력되는 소리의 음질을 분석하는 것을 더 포함할 수 있고, 빔포밍구현부(110)로 입력되는 소리의 음질이 정상음질수치를 벗어나는 경우 경보신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
일 실시예로, 정상음질수치는 정상소음값 및 상기 정상소음값보다 일정 수치 증가한 이상소음값 사이의 소음값들을 포함하고, 상기 신호분석부는 상기 이상소음값 이상인 경우 상기 경보신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 컨베이어벨트(10)의 가동 중 평상시 소음(dB)를 Min으로 설정하고, 이상 소음을 Max로 설정한 후, 측정신호가 Max +10% 이상인 경우 경고수준으로 설정하고, 경고수준 +20% 이상일 경우 위험수준으로 설정하여, 분석결과 측정신호가 해당하는 등급에 따라 경보신호, 예를 들어, 경고 사이렌 등의 경보신호를 현장에 송출할 수 있다.
또한, 소리의 음질 분석을 위해, 도 3에 도시된 바와 같이 신호분석부(132)는 빔포밍구현부(110)로 입력되는 소리의 샤프니스(Sharpness), 러프니스(Roughness), 라우드니스(Loudness)를 추가로 분석하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 2000Hz 주파수의 신호가 신호분석부(132)에 인가 시 1/3 Octave의 2000Hz 값이 상승하고, 샤프니스에서 12~15 Bark가 표시되는 형태로 음질의 분석이 구현될 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 안전관리 시스템에 따르면 소리의 주파수의 분석, 장비 구동에 따른 진동의 주파수의 분석 및 온도변화 감시를 포함하는 다중의 고장유무 판단 데이터를 통해 장비의 고장유무를 판단하므로 장비의 고장유무 판단에 대한 정확성 및 신뢰성이 향상되고, 안전사고의 미연의 방지 및 신속대응이 가능한 이점이 있다.
또한, 넓은 지역에 걸쳐 설치된 장비의 고장유무에 대한 판단이 가능하다. 예를 들어, 컨베이벨트를 통해 석탄과 같은 원료를 운반하는 석탄운반라인 현장의 넓은 영역에 대한 장비의 고장유무 판단이 가능할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 소리 및 진동이 발생되면서 기계적으로 구동되는 장비에 인접하게 설치되어 상기 장비의 구동에 대한 소리를 수집하는 빔포밍구현부;
    상기 장비에 인접하게 설치되어 상기 장비의 온도변화를 감시하는 온도변화감시부; 및
    상기 빔포밍구현부에 수집되는 소리의 주파수를 분석하고, 상기 온도변화감시부로부터 입력되는 온도 정보를 분석하여, 소리의 주파수의 신호가 이상 대역의 주파수의 신호이거나 온도 정보가 미리 설정된 위험온도값 이상인 경우 경보신호를 출력하는 데이터분석부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    스마트 안전관리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터분석부는,
    상기 빔포밍구현부에 수집되는 소리의 주파수의 신호를 수집하는 신호처리부; 및
    상기 신호처리부로부터 입력되는 주파수의 신호를 분석하여 평상시와 다른 대역의 주파수의 신호가 감지되면 상기 경보신호를 출력하는 신호분석부를 포함하는,
    스마트 안전관리 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 장비의 일측에 설치되어 상기 장비의 진동을 측정하는 진동센서를 더 포함하고,
    상기 신호분석부는 상기 진동센서를 통해 측정되는 상기 장비의 진동에 따른 주파수의 신호를 분석하여 평상시와 다른 대역의 주파수의 신호가 감지되면 상기 경보신호를 출력하는,
    스마트 안전관리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 신호분석부는 음질분석을 위해 미리 설정된 정상음질수치를 기준으로 상기 빔포밍구현부로 입력되는 소리의 음질을 분석하는 것을 더 포함하고,
    상기 신호분석부는 상기 빔포밍구현부로 입력되는 소리의 음질이 상기 정상음질수치를 벗어나는 경우 상기 경보신호를 출력하는,
    스마트 안전관리 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 정상음질수치는 정상소음값 및 상기 정상소음값보다 일정 수치 증가한 이상소음값 사이의 소음값들을 포함하고,
    상기 신호분석부는 상기 이상소음값 이상인 경우 상기 경보신호를 출력하는,
    스마트 안전관리 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 신호분석부는 상기 빔포밍구현부로 입력되는 소리의 샤프니스(Sharpness), 러프니스(Roughness), 라우드니스(Loudness)를 추가로 분석하는,
    스마트 안전관리 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 빔포밍구현부는 아날로그 빔포밍(Analog Beamforming), 디지털 빔포밍(Digital Beamforming), 하이브리드 빔포밍(Hybrid Beamforming) 중 어느 하나의 빔포밍을 구현하도록 구성되는,
    스마트 안전관리 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 장비는 모터에 의해 구동되는 컨베이어벨트이고,
    상기 빔포밍구현부는 상기 컨베이어벨트의 상부에 상기 컨베이어벨트의 길이방향을 따라 배열되어 상기 컨베이어벨트의 구동에 대한 소리를 수집하는 다수의 마이크로폰을 포함하고,
    상기 온도변화 감시부는 상기 컨베이어벨트의 일측에서 상기 컨베이어벨트의 길이방향을 따라 배열되어 상기 컨베이어벨트, 상기 모터 및 작업자의 열화상 이미지 또는 영상을 획득하는 다수의 열화상카메라를 포함하는,
    스마트 안전관리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신호분석부는 상기 빔포밍구현부 및 상기 진동센서로부터 입력되는 주파수의 신호, 상기 온도변화 감시부로부터 입력되는 온도 정보를 분석하여 상기 컨베이어벨트 또는 상기 모터의 작동 이상이 발생된 것으로 판단된 후, 상기 다수의 열화상카메라로부터 획득되는 이미지 또는 영상을 통해 상기 작업자의 동선을 판단하여 상기 작업자가 상기 컨베이어벨트 또는 상기 모터로 접근하는 경우 상기 경보신호를 출력하도록 구성되는,
    스마트 안전관리 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 진동센서는 상기 모터 상에 장착되는,
    스마트 안전관리 시스템.
KR1020220095090A 2022-07-29 2022-07-29 스마트 안전관리 시스템 KR20240016831A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220095090A KR20240016831A (ko) 2022-07-29 2022-07-29 스마트 안전관리 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220095090A KR20240016831A (ko) 2022-07-29 2022-07-29 스마트 안전관리 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240016831A true KR20240016831A (ko) 2024-02-06

Family

ID=89858495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220095090A KR20240016831A (ko) 2022-07-29 2022-07-29 스마트 안전관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240016831A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210006832A (ko) 2019-07-09 2021-01-19 한국전자통신연구원 기계고장 진단 방법 및 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210006832A (ko) 2019-07-09 2021-01-19 한국전자통신연구원 기계고장 진단 방법 및 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8418815B2 (en) Remotely observable analysis for an elevator system
US7752015B2 (en) Method and apparatus for monitoring bearings
JP2007140587A (ja) 侵入監視方法、プログラム及びシステム
JP7287873B2 (ja) 異常検知システム、異常検知装置、異常検知方法及びプログラム
CN115077627B (zh) 一种多融合环境数据监管方法及监管系统
KR102192783B1 (ko) 설비 오동작 또는 작업자 부주의로 인한 제조불량원인 분석용 영상 기록장치
KR20070014299A (ko) 음향 신호 분석을 통한 방범 시스템 및 그 방법
KR20240016831A (ko) 스마트 안전관리 시스템
JP2017156949A (ja) プラント監視システムおよび監視方法
JP6748044B2 (ja) 乗客コンベア点検装置および乗客コンベア点検システム
JP4658743B2 (ja) 振動監視システム
CN215666436U (zh) 多绳摩擦式提升机健康实时监测系统
RU2011107142A (ru) Система мониторинга смены стандарта колеи колесной пары
JPH0446650B2 (ko)
CN113562563A (zh) 多绳摩擦式提升机健康实时监测系统
JP2000158044A (ja) 冷間圧延機のチャタリング検出方法及び装置
JP2001307290A (ja) トンネル防災システム
CN110307899A (zh) 一种基于深度学习的声音异常检测系统
US11718504B2 (en) Inertial analyzer for vertical mining conveyances and method thereof
JP2004331260A (ja) エスカレーターのチェーン伸び検知方法
KR102187386B1 (ko) 소리 기반의 열차 운행 상황 모니터링 시스템
CN217085902U (zh) 一种公路工程装备施工现场安全警示系统
KR101176744B1 (ko) 플라즈마 절단기 팁 상태 감시 장치
WO2023060304A1 (en) Conveyor belt condition monitoring system and method
JP2022015508A (ja) メンテナンス時期判定システム

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal